package DataStructures.LinkedList;

import java.util.Stack;

public class SingleLinkedListDemo {
    public static void main(String[] args) {
        //进行测试
        //先创建结点
        HeroNode hero1 = new HeroNode(1,"宋江","及时雨");
        HeroNode hero2 = new HeroNode(2,"卢俊义","玉麒麟");
        HeroNode hero3 = new HeroNode(3,"吴用","智多星");
        HeroNode hero4 = new HeroNode(4,"林冲","豹子头");

        //创建一个链表
        SingleLinkedList singleLinkedList = new SingleLinkedList();
        //加入
//        singleLinkedList.add(hero1);
//        singleLinkedList.add(hero2);
//        singleLinkedList.add(hero3);
//        singleLinkedList.add(hero4);

        //按照编号的顺序加入
        singleLinkedList.addByOrder(hero1);
        singleLinkedList.addByOrder(hero4);
        singleLinkedList.addByOrder(hero2);
        singleLinkedList.addByOrder(hero3);
        singleLinkedList.addByOrder(hero3);

        //显示链表
        singleLinkedList.list();

        //测试修改结点的代码
        HeroNode newHeroNode = new HeroNode(2,"小卢","大麟");
        singleLinkedList.update(newHeroNode);

        System.out.println("修改后的链表情况:");
        singleLinkedList.list();

        //删除一个结点
        singleLinkedList.del(1);
        System.out.println("删除后链表的情况:");
        singleLinkedList.list();

        //测试一下 求单链表中有效结点的个数
        System.out.println("有效的结点个数=" + getLength(singleLinkedList.getHead()));

        //测试一下看看是否得到了倒数第K个结点
        HeroNode res = findLastIndexNode(singleLinkedList.getHead(),2);
        System.out.println("res = " + res);

        //测试一下单链表的反转功能
        //reversedList(singleLinkedList.getHead());
        //System.out.println("反转后的链表如下(没有改变链表的结构):");
        //singleLinkedList.list();

        //测试逆序打印单链表
        System.out.println("测试逆序打印单链表:");
        reversedPrint(singleLinkedList.getHead());
    }

    //方法:获取到单链表的结点的个数(如果是带头结点的链表 需要不统计头结点)
    /*
        @param:head 链表的头结点
        @return:返回的就是有效结点的个数
     */
    public static int getLength(HeroNode head) {
        if (head.next == null) {//空链表
            return 0;
        }
        //进行统计
        int length = 0;
        //定义一个辅助指针 这里我们没有统计头结点
        HeroNode cur = head.next;
        while (cur != null) {
            //长度自增1
            length++;
            //指针后移
            cur = cur.next;
        }
        return length;
    }

    //查找单链表中的倒数第k个结点(新浪面试题)
    //思路
    //1.编写一个方法接收head结点 同时接收一个index
    //2.index表示的是倒数第index个结点
    //3.先把链表从头到尾遍历一下 得到链表的总长度 上面写了个getLength方法
    //4.得到size后 我们从链表的第一个开始遍历(遍历size - index个) 就可以得到
    //5.如果找到了 则返回该结点 否则返回null
    public static HeroNode findLastIndexNode(HeroNode head,int index) {
        //判断如果链表为空 返回null
        if (head.next == null) {
            //表示没有找到
            return null;
        }
        //第一次遍历得到链表的长度(结点个数)
        int size = getLength(head);
        //第二次遍历到 size - index位置 就是我们倒数的第K个结点
        //先做一个index的校验
        if (index <= 0 || index > size) {
            return null;
        }
        //定义辅助指针 for循环定位到倒数的index个
        HeroNode cur = head.next;
        for (int i = 0 ; i < size - index ; i++) {
            cur = cur.next;
        }
        return cur;
    }

    //将单链表反转(腾讯面试题)
    public static void reversedList(HeroNode head) {
        //如果当前链表为空或者只有一个结点 无需反转 直接返回
        if (head.next == null || head.next.next == null)
            return;
        //定义一个辅助指针 帮助我们遍历原来的链表
        HeroNode cur = head.next;
        //定义一个指针指向当前结点(cur)的下一个结点
        HeroNode next = null;
        //定义一个新的链表的头结点
        HeroNode reversedHead = new HeroNode(0,"","");
        //遍历原来的链表
        //每遍历一个结点 就将其取出 并放在新的链表的最前端
        while (cur != null) {
            //先让next指向cur的下一个结点(以免取出cur后链表断裂无法找到后面的结点)
            //暂时保存当前节点的下一个结点 因为后面需要使用
            next = cur.next;
            //将cur的下一个结点指向新的链表的最前端
            //以下两步的循环是为了持续从原链表中取出结点插入新的链表的头部 实现反转
            cur.next = reversedHead.next;
            //将cur连接到新的链表上
            reversedHead.next = cur;
            //cur指针后移
            cur = next;
        }
        //将head.next指向reversedHead.next 实现了单链表的反转
        head.next = reversedHead.next;
    }

    //利用栈数据结构逆序打印链表
    public static void reversedPrint(HeroNode head) {
        if (head.next == null)
            //空链表 无法打印
            return;
        //创建一个栈 将各个结点压入栈
        Stack<HeroNode> stack = new Stack<HeroNode>();
        HeroNode cur = head.next;
        //将链表的所有结点压入栈
        while (cur != null) {
            stack.push(cur);
            //指针后移 这样就可以压入下一个结点
            cur = cur.next;
        }
        //将栈中的结点进行打印 pop出栈
        while (stack.size() > 0) {
            //stack特点是先进后出
            System.out.println(stack.pop());
        }
    }
}

//定义SingleLinkedList 管理我们的英雄
class  SingleLinkedList {
    //先初始化一个头结点 一般头结点不要动 不存放具体的数据
    private HeroNode head = new HeroNode(0,"","");

    //定义方法 返回链表的头结点
    public HeroNode getHead() {
        return head;
    }

    //添加结点到单向链表
    //思路 当不考虑编号的顺序时
    //1.找到当前链表的最后结点
    //2.将最后这个结点的next域指向新的结点即可
    public void add(HeroNode heroNode) {
        //因为head结点不能动 因为我们需要一个辅助指针
        HeroNode temp = head;
        //遍历链表 找到最后
        while (true) {
            //找到链表的最后了
            if (temp.next == null) {
                break;
            }
            //如果没有找到最后 就将temp后移
            temp = temp.next;
        }
        //当退出while循环时 temp就指向了链表的最后
        //将最后这个结点的next指向新的结点
        temp.next = heroNode;
    }

    //第二种方式添加英雄 根据排名将英雄插入到指定位置
    //(如果有这个排名 则添加失败 并给出提示)
    public void addByOrder(HeroNode heroNode) {
        //因为头结点不能动 因此我们仍然通过一个辅助指针来帮助找到添加的位置
        //因为单链表 因此我们找的temp 是添加位置的前一个结点 否则插入不了
        HeroNode temp = head;
        //标志添加的编号是否存在 默认为false
        boolean flag = false;
        while (true) {
            //如果temp已经在链表的最后
            if (temp.next == null) {
                //这时不管有没有找到都要退出循环
                break;
            }
            if (temp.next.no > heroNode.no) {//位置已经找到 就在temp的后面插入
                break;
            }else if (temp.next.no == heroNode.no) {//说明希望添加的heroNode的编号已经存在
                //说明编号存在
                flag = true;
                break;
            }
            //指针后移 遍历当前链表
            temp = temp.next;
        }
        //判断flag的值
        if (flag) {//不能添加 说明编号存在
            System.out.printf("准备插入的英雄的编号 %d 已经存在了，不能加入\n",heroNode.no);
        }else {
            //插入到链表中
            heroNode.next = temp.next;
            temp.next = heroNode;
        }
    }

    //修改结点的信息 根据编号来修改 即no编号不能改
    //1.根据newHeroNode的no来修改即可
    public void update(HeroNode newHeroNode) {
        //判断是否为空
        if (head.next == null) {
            System.out.println("链表为空");
            return;
        }
        //找到需要修改的结点 根据no编号
        //定义一个辅助指针
        HeroNode temp = head;
        //表示是否找到该结点
        boolean flag = false;
        while (true) {
            //已经遍历完链表
            if (temp == null) {
                break;
            }
            if (temp.no == newHeroNode.no) {
                //找到了
                flag = true;
                break;
            }
            temp = temp.next;
        }
        //根据flag判断是否找到要修改的结点
        if (flag) {
            temp.name = newHeroNode.name;
            temp.nickName = newHeroNode.nickName;
        }else {//没有找到
            System.out.printf("没有找到编号 %d 的结点，不能修改\n",newHeroNode.no);
        }
    }

    //删除结点
    //1.head不能动 因此我们需要一个temp辅助指针来找到待删除结点的前一个结点
    //2.说明:我们在比较的时候 是temp.next.no 和 需要删除的结点进行比较
    public void del(int no) {
        HeroNode temp = head;
        //标识是否找到待删除结点的前一个结点
        boolean flag = false;
        while (true) {
            if (temp.next == null) {//已经到链表的最后
                break;
            }
            if (temp.next.no == no) {
                //找到了待删除结点的前一个结点temp
                flag = true;
                break;
            }
            //指针后移
            temp = temp.next;
        }
        //判断flag
        if (flag) {//找到
            //可以删除
            temp.next = temp.next.next;
        }else {
            System.out.printf("要删除的 %d 结点不存在",no);
        }
    }

    //显示链表(遍历)
    public void list() {
        //先判断链表是否为空
        if (head.next == null) {
            System.out.println("链表为空");
            return;
        }
        //因为头结点不能动 因此我们需要一个辅助变量来遍历
        //这次把辅助指针直接指向头结点的下一个是因为刚刚已经遍历过 链表不为空(至少有一个结点)
        HeroNode temp = head.next;
        while (true) {
            //判断是否到链表最后
            if (temp == null) {
                break;
            }
            //输出结点的信息(因为已经重写了toString方法 所以直接打印即可)
            System.out.println(temp);
            //将next后移 一定小心 不然会死循环
            temp = temp.next;
        }
    }
}

//定义HeroNode 每个HeroNode对象就是一个结点
class HeroNode {
    public int no;
    public String name;
    public String nickName;
    //指向下一个结点
    public HeroNode next;

    //构造器
    public HeroNode(int no,String name,String nickName) {
        this.no = no;
        this.name = name;
        this.nickName = nickName;
    }

    //为了显示方便 我们重写toString方法
    @Override
    public String toString() {
        return "HeroNode{" +
                "no=" + no +
                ", name='" + name + '\'' +
                ", nickName='" + nickName + '\'' +
                '}';
    }
}